一种锆酸钆锂化合物及其单晶体制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种锆酸钆锂化合物及其单晶体制备方法与应用，将锂源、氧化钆、氧化锆按摩尔比Li:Gd:Zr=7

【技术实现步骤摘要】
一种锆酸钆锂化合物及其单晶体制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及一种锆酸钆锂化合物及其单晶体制备方法与应用，属于锂离子电池


技术介绍

[0002]锂基石榴石结构由于其具有高的离子导电性、以及与锂阳极和锂阴极接触时的化学稳定性，被认为是最有前途的全固态锂离子电池的候选材料。在已知的锂基石榴石中，立方li7la3ZrO2（LLZO）的体电导率最高，为10
‑
4 S cm
‑1，比其四方相在25℃时的电导率高2个数量级。
[0003]迄今为止，对LLZO的研究主要集中在多晶粉末上。为了研究离子电导率的各向异性，需要大尺寸、高质量的单晶。不幸的是，迄今为止还没有大尺寸的立方LLZO单晶。2013年，G.Mariotto尝试用高温熔盐法(c.a 1200
o
C)生长立方相LLZO，但未能成功，尽管他们从助熔剂溶液中分离出了尺寸小且质量低（孪晶、熔剂夹杂和坩埚污染等）的四方相LLZO微晶。立方LLZO单晶的生长由于其严重的锂气化、高熔点和杂质敏感等特点而被认为是一个非常具有挑战性的问题。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锆酸钆锂化合物，其特征在于，所述锆酸钆锂化合物的化学式为：Li7Gd3Zr2O
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，其晶型为单一纯相的石榴石结构，所述的单晶尺寸为微米至厘米级。2.一种锆酸钆锂化合物的单晶体制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将锂源、氧化钆、氧化锆按摩尔比Li:Gd:Zr = 7
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15:3:2进行配料，加入助熔剂，于玛瑙坩埚中充分研磨，置于马弗炉中，高温固相反应后冷却到室温，得到纯相的锆酸钆锂微米级的单晶颗粒；（2）将步骤（1）中得到的纯相锆酸钆锂微米级的单晶颗粒，在玛瑙坩埚中充分研磨混合均匀，制作晶体生长料棒；（3）将步骤（2）所述的料棒引入光学浮区炉，采用助熔剂光学浮区技术生长该化合物的单晶体，晶体尺寸达到厘米级。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述锂源为LiOH.H2O、Li2CO3、LiNO3、Li2O或Li2C2O4.H2O；所述助熔剂为氯化钠(NaCl)或自助熔剂LiOH.H2O，锆酸钆锂与助熔剂的摩尔比为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王坤鹏，张建秀，范立群，任衍彪，李凤丽，刘泳，周利，姚永峰，
申请(专利权)人：枣庄学院，
类型：发明
国别省市：